Badania BMPOwoce, warzywa i ich odpady

Kalafior — BMP: 2 badania, średnia ważona 274 m³ CH₄/t s.m.o.

Kalafior (cała roślina lub róże) to wodnisty odpad warzywniczy, łatwo fermentujący i bogaty w związki siarki, które w biogazie mogą podnosić poziom H₂S.

CH₄ ≈ 59 % (szacunek)

Opublikowano 4 kwietnia 2020Zaktualizowano 29 października 20263 min czytaniaRedakcja Substraty.pl

Fot. Rjcastillo / Wikimedia Commons, licencja CC BY-SA 4.0, plik źródłowy; zmiany: kadrowanie

Średnia ważona: 274m³ CH₄/t s.m.o.
Zakres: 250–299m³ CH₄/t s.m.o.
Rekordy: 2badania
Publikacje: 2źródła
Temperatury: 35 °Ctestu

Metan w biogazie

≈56–62% CH₄

Średnia zawartość metanu · ≈ 5,9 kWh/m³ biogazu

szacunek z typu substratu W zebranych badaniach brak pomiaru. Przedział wynika z przybliżonego składu (białko z azotu ogólnego (N 6,1 % s.m. × 6,25)) i wydajności grup związków wg FNR.

Jak liczymy i co oznaczają strefy

Ocena dla biogazowni

brak oceny — ocena redakcji dla biogazowni

Brak oceny: brak suchej masy lub suchej masy organicznej w danych. Ocenę liczymy, gdy znamy suchą masę i suchą masę organiczną materiału.

Ocena redakcji wg metodyki

Dodaj do kalkulatora kofermentacji Dane CSV

Krzywe BMP z 2 badań

Średnia ważona Pojedyncze rekordy

Linie przerywane to przebieg modelowy (kinetyka I rzędu, B(t) = B₀·(1 − e^−kt)); z publikacji pochodzi punkt końcowy. Wszystkie krzywe są modelowe.

Skumulowana produkcja metanu w czasie testu [m³ CH₄/t s.m.o.]. Gruba linia to średnia ważona wszystkich rekordów (274); kropki oznaczają wartości końcowe podane w publikacjach. Wskaż wykres, aby odczytać wartości; kliknij pozycję legendy, aby ukryć lub pokazać rekord.

Rekordy i źródła

Pobierz CSV

Źródło	BMP m³ CH₄/t s.m.o.	Temperatura	Próbka	Krzywa
Yan i in. (2017) DOI	250	—	(oryg.: „Cauliflower (Brassica oleracea var. Botrytis) – Whole”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Kouas i in. (2017) DOI	299	35 °C · mezofilowy	(oryg.: „cauliflower”)	punkt końcowy (krzywa modelowa)
Średnia ważona	274	średnia arytmetyczna 274, SD 35

Typowy skład

Sucha masa organiczna (s.m.o.): 90,2 % s.m. (zakres 90,2–90,2)
Azot: 6,1 % s.m.
Stosunek C/N: 6,8

Mediana i zakres oznaczeń podanych w publikacjach źródłowych rekordów BMP tego substratu (źródło odczytu: BCBPD); sucha masa: 0 oznaczeń, sucha masa organiczna: 1 oznaczenie. Brak s.m. w źródłach – kalkulator musi poprosić o wartość. C/N obliczono jako iloraz zawartości C i N (% s.m.) z tego samego źródła.

Źródła: Yan i in. (2017).

Skład surowca zmienia się między partiami — do obliczeń instalacji użyj analizy własnej próbki. Wartości typowe kalkulator wstawia automatycznie.

Właściwości procesowe

Niska pewność: opis oparty na ogólnych cechach grupy substratów, a nie na badaniach tego materiału. Traktuj go jako wskazówkę do weryfikacji.

Brak opublikowanych badań procesowych

Literatura, z której korzystamy, nie opisuje zalet ani wad fermentacji tego substratu poza wynikami testów BMP. Poniżej cechy procesowe przypisane na podstawie rodzaju materiału — klasyfikacja redakcji, nie wynik badań.

łatwo rozkładalny: cukry, skrobia, glicerol → szybka hydroliza i zakwaszenie (LKT), wymaga buforu
kwaśny: niskie pH substratu (kiszonki, wywary, serwatka, owoce)
rozcieńcza wsad (mała s.m.): mała sucha masa, rozcieńcza wsad
sezonowy: dostępność sezonowa — wymaga magazynowania
zmienny skład: duża zmienność składu między partiami

Kofermentacja — z czym łączyć, na co uważać

dobrze łączyć
substraty: bogaty w azot — np. Gnojowica świńska, Pomiot drobiowy (kurzy, indyczy), Osad nadmierny (wtórny, czynny), Glon Chlorella vulgaris, Glon Nannochloropsis salina
Kosubstrat bogaty w azot wyrównuje niskie C/N odpadów owocowo-warzywnych (Bouallagui i in. 2009).^[1]

Dawkowanie

Brak źródłowych limitów dawki dla tego substratu.

Wprowadzaj stopniowo, zaczynając od małej dawki i obserwując proces (np. FOS/TAC, pH, skład gazu).

Źródła danych procesowych

Ocenę konkretnej mieszanki z tym substratem pokaże kalkulator kofermentacji.

Czym jest i skąd się bierze

Kalafior (Brassica oleracea var. botrytis) jest uprawiany w Polsce polowo, a odpadowe partie powstają w sortowniach, pakowniach, przetwórniach mrożonek oraz jako nadwyżki, których nie opłaca się zebrać lub sprzedać. Ten opis dotyczy owoców tej rośliny w sensie kulinarnym, czyli róż (kwiatostanów), ewentualnie rośliny całej. Liście zewnętrzne i łodygi, które zostają na polu lub w pakowni, opisano osobno jako resztki pożniwne.

Właściwości istotne dla fermentacji

Kalafior to materiał niemal wyłącznie wodny, z niewielką zawartością suchej masy. Jej składnikami są cukry proste, skrobia w niewielkich ilościach, pektyny, białko i włókno, a lignina występuje w niewielkiej ilości. Jak wszystkie kapustne, zawiera glukozynolany i inne związki siarki, które w trakcie fermentacji przechodzą m.in. w siarkowodór (H₂S). Dla instalacji bez odsiarczania biologicznego oznacza to konieczność kontroli stężenia H₂S w biogazie, zwłaszcza gdy udział kapustnych w wsadzie rośnie. Materiał ulega szybkiej hydrolizie, więc przy dużych porcjach może prowadzić do przejściowego wzrostu kwasów tłuszczowych.

Jak czytać rozrzut wyników

W zbiorze jest niewiele rekordów z kilku różnych źródeł, więc nie sposób mówić o rzetelnej statystyce. Różnice mogą wynikać z odmiany, stadium dojrzałości, tego, czy badano róże, czy całą roślinę, oraz z rozdrobnienia, wilgotności i stosowanego inokulum. Jedno z badań nie podaje temperatury testu, drugie przeprowadzono w warunkach mezofilowych. Ponieważ materiał jest bardzo wodnisty, błąd pomiaru suchej masy i suchej masy organicznej ma duże znaczenie dla wyniku w przeliczeniu na jednostkę s.m.o.

W praktyce biogazowni

Kalafior sprawdza się jako uzupełnienie wsadu w sezonie, jeżeli jest dostępny w partiach. Powinien być rozdrobniony, a dozowanie dostosowane do pojemności układu odsiarczania. Ze względu na wysoką zawartość wody ma niską gęstość energetyczną na tonę świeżej masy, więc długi transport rzadko się opłaca. Przechowywanie jest trudne: materiał szybko ulega zepsuciu i wydziela uciążliwe zapachy, dlatego zwykle jest wprowadzany do fermentora w ciągu doby lub dwóch. Odpady roślinne z przetwórstwa i handlu traktuje się jako odpady, więc ich przyjmowanie wymaga odpowiednich uprawnień instalacji.

Metodyka w skrócie

BMP to ilość metanu uzyskana z suchej masy organicznej (s.m.o., ang. VS) w teście okresowym, podawana w m³ CH₄ na tonę s.m.o. (liczbowo tyle samo co NmL CH₄/g VS w publikacjach) i przeliczona na warunki normalne (0 °C, 101,325 kPa). Średnia ważona daje każdej publikacji łączną wagę 1, dzieloną po równo między jej wyniki dla danego substratu — praca z dwudziestoma odmianami nie przeważa pracy z jedną próbką. W programach międzylaboratoryjnych jednostką jest laboratorium (łączna waga 1), a w jego obrębie waga testu rośnie z liczbą butelek (powtórzeń). Wyniki po obróbce wstępnej (np. termicznej, chemicznej, enzymatycznej) pokazujemy osobno i nie wliczamy ich do średniej.

Linie ciągłe to krzywe zmierzone w testach. Gdy publikacja podaje tylko wynik końcowy, rysujemy przebieg modelowy kinetyki pierwszego rzędu, B(t) = B₀·(1 − e^−kt): z publikacji pochodzi wyłącznie punkt końcowy, a kształt krzywej służy jedynie wizualizacji — nie odczytuj z niego produkcji w konkretnym dniu. Dla tego substratu przyjęto k = 0,245 d⁻¹ (mediana z: stałe k podane w źródłach: Chynoweth i in. (1993): 4× (mediana 0.231 d⁻¹); Nogueira i in. (2026): 1× (mediana 0.445 d⁻¹)).

Statystyki opisują rozrzut opublikowanych wyników — to zestawienie opisowe, a nie metaanaliza ani gwarancja uzysku w instalacji.

Pełna metodyka i zasady korekt

Bibliografia

Wszystkie źródła serwisu: bibliografia.